单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2010-11-12,*,单击此处编辑母版标题样式,2010-11-12,*,有机光电功能材料,导师：张治国 教授,学生：程建敏,1,目录,背景,1,有机光电功能材料的应用,2,我们实验室能做的工作,3,2,一、背景,解决方案,新能源，新材料的开发,节电、节材器件的开发,传统化石能源枯竭,金属矿物质枯竭,当今世界面临的两大危机,有机光电功能材料,3,二、,有机光电功能材料的应用,4,太阳能光伏器件,太阳能的优点：清洁、不受地域限制、能量巨大、用之不竭等等。,光伏专家的宏伟设想：光伏建筑。,光伏电池,化合物半导体,硅系,有机半导体,GaAs,CuInSe,2,单晶硅,多晶硅,酞菁类,聚苯胺类,聚对苯乙炔,非晶硅,CdTe,光化学类,纳米,TiO,2,等,5,成本是限制太阳能光伏电池普及的主要因素。一般认为当光伏电池成本达到,1,美元,/,峰瓦才能与传统能源竟争。但是目前市场上光伏电池的主要产品,硅系太阳能电池因,其苛刻的生产工艺，使得生产成本一直居高不下，大约在,5-8,美元,/,峰瓦左右。人们不得不寻求其它廉价光伏器件。,降低光伏电池成本主要有三条途径：,1,、提高光电转换效率：减少缺陷、背电极、钝化、减反层等；,2,、寻找廉价光伏材料：化合物半导体、染料敏化,TiO,2,、,有机半导体,等；,3,、改善太阳能电池结构。,6,通过改善结构降低光伏电池成本的方法：,Science 2008(321):226-228,Fermi-golden rule,7,有机太阳能电池,有机太阳能电池是指由,p,型有机半导体材料（如：酞菁类）和,n,型有机半导体材料（如：吡啶花酰亚胺）形成的异质结，在太阳光的照射下，在异质结里形成激子，当两种有机半导体材料的能级差大于激子的结合能时，激子在界面处分离，并分别移向两端电极，形成电流。,MRS Bulletin 2008,33(7):670-675,8,目前有机太阳能电池的光电转换效率已经达到,10%,。,Nature Materials 2009(8):208-211,有机太阳能电池优点：,1,、制备工艺简单，廉价；,2,、制造面积大；,3,、良好柔韧性等。,9,OLED,显示技术,OLED,，即有机发光二极管。不同于传统的需背光灯的,LCD,显示方式，它是通过有机材料自身发光来达到显示目的。因而它能显著的节省电能。,10,OLED,显示器被公认为是下一代显示产品，有些人认为在三五年后将取代目前的液晶，,LED,背投等显示器，而成为市场上的主要产品。,OLED,的优点：,1,厚度可以小于,1,毫米，仅为,LCD,屏幕的,1/3,，并且重量也更轻；,2,固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔；,3,几乎没有可视角的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍不失真；,4,响应时间是,LCD,的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象；,5,低温特性好，在零下,40,度时仍能正常显示，而,LCD,则无法做到；,6,制造工艺简单，成本更低；,7,发光效率更高，能耗比,LCD,要低；,8,能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。,11,有机导电材料,美国物理学家,Heeger,美国化学家,MacDiarmid,日本化学家,Shirakawa,2000,年诺贝尔化学奖得主,1977,年，发现掺杂碘的聚乙炔具有金属的特性,12,目前已发现的具有导电功能的有机高分子材料有：,聚乙炔（,PA,）、聚吡咯,(PPY),、聚噻吩,(PTH),、聚对苯乙烯,(PPV),、聚苯胺,(PANI),以及他们的衍生物。,其中聚乙炔的所能达到的电导率在已发现的导电聚合物中是最高的，达到了,10,5,S/cm,量级，接近,Pt,和,Fe,的室温电导率。,1,、能源（二次电池、太阳能电池、固体电池）,2,、光电器件,3,、晶体管,4,、发光二极管,5,、传感器,6,、电磁屏蔽,7,、隐身技术等等,有机导电材料的应用,13,三、我们实验室能做的工作,14,白茹，浙江大学博士学位论文,太阳能电池方面,1,、稀土掺杂的防反膜层,2,、稀土掺杂有机半导体,15,Polyhedron 1997,16(7):515-520,Nature Materials 2009(8):208-211,16,OLED,全色显示方面,独立发光材料法,光色转换法,彩色滤光膜法,17,Thank You!,18,